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1. 如图,PQ为一段固定于水平面上的光滑圆弧导轨,圆弧的圆心为O,半径为L,空间存在垂直导轨平面的匀强磁场,磁感应强度的大小为B,OQ间连有定值电阻R,金属杆OA的A端位于PQ上,OA与导轨接触良好,杆OA及导轨电阻均不计。现使OA杆以恒定的角速度
绕圆心O顺时针转动,在其转过
角度的过程( )
A.
流过电阻R的电流方向为
B.
AO两点间电势差为
C.
流过OA的电荷量为
D.
要维持OA以角速度
匀速转动,外力的功率应为
【考点】
导体切割磁感线时的感应电动势;
【答案】
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1. 如图,半径为d、右端开小口的导体圆环(电阻不计)水平固定放置,圆环内部区域有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B。长为2d的导体杆(总电阻为R)在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动,杆始终与圆环良好接触。当杆从圆环中心O开始运动后,其位置由
确定,则( )
A.
=0时,杆产生的感应电动势为2Bdv
B.
=
时,杆产生的感应电动势为
C.
=
时,通过杆的电流为
D.
=
时,通过杆的电流为
多选题
容易
2. 如图所示是法拉第圆盘发电机的示意图:铜质圆盘安装在水平铜轴上,圆盘位于两磁极之间,圆盘平面与磁感线垂直。两铜片C、D分别与转动轴和圆盘的边缘接触。从左往右看,铜盘沿顺时针方向匀速转动,CRD 平面与铜盘平面垂直。如果圆盘的半径为r,匀速转动的周期为T,圆盘全部处在一个磁感应强度为B的匀强磁场之中。下列说法中正确的是( )
A.
电阻R中电流方向向上
B.
回路中有周期性变化的感应电流
C.
圆盘转动产生的感应电动势为
D.
若铜盘转速增大为原来的2倍,则R的电功率也将增大为原来的2倍
多选题
容易
1. 在农村,背负式喷雾器是防治病虫害不可缺少的重要农具,其主要由压缩空气装置、橡胶连接管、喷管和喷嘴等组成.给作物喷洒农药的情景如图甲所示,摆动喷管,可将药液均匀喷洒在作物上.一款喷雾器的喷管和喷嘴均由金属制成,喷管摆动过程可简化为图乙所示,设ab为喷管,b端有喷嘴,总长为L.某次摆动时,喷管恰好绕ba延长线上的O点以角速度ω在纸面内沿逆时针方向匀速摆动,且始终处于垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场中,若Oa距离为
,则喷管在本次摆动过程中( )
A.
a端电势高
B.
b端电势高
C.
ab两端的电势差为
BL
2
ω
D.
ab两端的电势差为BL
2
ω
多选题
普通
2. 如图所示,间距为L的竖直平行金属导轨MN、PQ上端接有电阻R,质量为m、接入电路的电阻为r的金属棒ab垂直于平行导轨放置,垂直导轨平面向里的水平匀强磁场的磁感应强度大小为B,不计导轨电阻及一切摩擦,且ab与导轨接触良好。若金属棒ab在竖直向上的外力F作用下以速度v匀速上升,则下列说法正确的是( )
A.
a、b两端的电势差小于BLv
B.
a、b两端的电势差大于BLv
C.
拉力F所做的功等于重力势能的增加量和电路中产生的热量之和
D.
拉力F所做的功与重力做功的代数和等于电阻R上产生的热量
多选题
普通
3. 如图所示,链球比赛属田径中的投掷竞远运动,链球由金属材料制造,长度为
L
。某次比赛在潍坊举行,链球出手前某时刻恰好绕竖直轴水平转动(俯视逆时针转动),角速度为
ω
, 手到转轴的距离为
, 场地附近空间的地磁场可看作是匀强磁场,其水平分量和竖直分量分别为
、
。则此时( )
A.
手握的一端电势比拴球的一端低
B.
手握的一端电势比拴球的一端高
C.
两端的电势差约为
D.
两端的电势差约为
多选题
普通
1. 如图所示,足够长光滑导轨倾斜放置,与水平面夹角θ=37°,导轨间距L=0.4m,其下端连接一个定值电阻R=3Ω,两导轨间存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度B=1T。一质量为m=0.04kg,电阻r=1Ω的导体棒ab垂直于导轨放置,现将导体棒由静止释放,取重力加速度g=10m/s
2
, sin37°=0.6.cos37°=0.8。求:
(1)导体棒下滑的最大加速度是多少;
(2)导体棒下滑的最大速度是多少;
(3)当导体棒稳定下滑时ab两端的电压;
解答题
普通
2. 如图甲所示,一条南北走向的小路,路口设有出入道闸,每侧道闸金属杆长L,当有车辆通过时杆会从水平位置匀速转过
直到竖起,所用时间为t。此处地磁场方向如图乙所示,B为地磁场总量,
为地磁场水平分量,
、
、
分别为地磁场在x、y、z三个方向上的分量大小。则杆在转动升起的过程中,两端电势差的大小计算表达式为( )
A.
B.
C.
D.
单选题
容易
3. 如图所示,固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长度也为r、电阻为R的直导体棒OA置于圆导轨上面,导体棒在外力作用下绕O点以角速度ω顺时针匀速转动。直导体棒O端和圆轨道引出导线分别与电阻R
1
=R、R
2
=2R和电容为C的平行板电容器相连。已知重力加速度为g,不计其他电阻和摩擦,下列说法正确的是( )
A.
M板带负电
B.
导体棒OA产生的电动势为Br
2
ω
C.
电容器所带电荷量为
D.
电阻R
1
上消耗的电功率为
单选题
普通
1. 如图1所示,倾角为
的斜面上平行放置两根足够长金属导轨,间距为
, 导轨下端接一阻值为
的定值电阻,一质量为
的金属杆垂直放在导轨上,通过一根不可伸长的绝缘细绳跨过光滑定滑轮与质量为
的重物连接,整个空间有垂直于斜面向下的匀强磁场,磁感应强度大小
. 已知金属杆与导轨间的动摩擦因数为
, 最大静摩擦力等于滑动摩擦力,除R外,其余电阻不计,
, g取
。现由静止释放重物,求:
(1)
刚释放重物的瞬间,金属杆的加速度大小;
(2)
金属杆的最大速度和达到最大速度后电阻R消耗的电功率;
(3)
若将定值电阻换成电容为C的电容器,如图2所示,电容器初始不带电,重新由静止释放重物,金属杆向上运动的加速度是否恒定?若恒定,请证明并求出加速度的表达式;若不恒定,也请证明。
解答题
困难
2. 如图甲所示,电阻
, 平行于斜面底边CD的导体棒AB电阻
, 放在倾角
足够长的光滑平行导轨上,导体棒AB的长度等于导轨宽度为
, PQCD区域内有垂直于导轨的匀强磁场,该区域面积
, 匀强磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。导体棒AB在
时由静止释放,在
时进入磁场区域,并恰好做匀速直线运动,重力加速度g取
,
, 不计空气阻力,求:
(1)
导体棒AB释放处与PQ的距离以及导体棒AB进入磁场时的感应电动势;
(2)
在前1.5s内电路中产生的内能。
解答题
普通
3. 如图所示,水平导体棒
的质量
, 长
, 接入电路的阻值
, 其两个端点分别搭接在竖直平行正对放置的两光滑金属圆环上,两圆环半径均为
, 电阻均不计。阻值为
的电阻
用导线(电阻可忽略)与圆环相连接,理想交流电压表V(未画出)接在电阻
两端。整个空间有磁感应强度大小
、方向竖直向下的匀强磁场。导体棒
在外力
作用下以速率
绕两圆环的中心轴
匀速转动。
时,导体棒
在圆环最低点,重力加速度
。
(1)
推导出电阻
两端电压随时间变化的表达式;
(2)
求
时间内,通过电阻
的电荷量和外力
做的功。
解答题
困难
1. 如图1所示,光滑的平行导电轨道水平固定在桌面上,轨道间连接一可变电阻,导体杆与轨道垂直并接触良好(不计杆和轨道的电阻),整个装置处在垂直于轨道平面向上的匀强磁场中。杆在水平向右的拉力作用下先后两次都由静止开始做匀加速直线运动,两次运动中拉力大小与速率的关系如图2所示。其中,第一次对应直线①,初始拉力大小为F
0
, 改变电阻阻值和磁感应强度大小后,第二次对应直线②,初始拉力大小为2F
0
, 两直线交点的纵坐标为3F
0
。若第一次和第二次运动中的磁感应强度大小之比为k、电阻的阻值之比为m、杆从静止开始运动相同位移的时间之比为n,则k、m、n可能为( )
A.
k = 2、m = 2、n = 2
B.
C.
D.
单选题
困难
2. 如图,两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中,一根导轨位于
轴上,另一根由
、
、
三段直导轨组成,其中
段与
轴平行,导轨左端接入一电阻
。导轨上一金属棒
沿
轴正向以速度
保持匀速运动,
时刻通过坐标原点
,金属棒始终与
轴垂直。设运动过程中通过电阻的电流强度为
,金属棒受到安培力的大小为
,金属棒克服安培力做功的功率为
,电阻两端的电压为
,导轨与金属棒接触良好,忽略导轨与金属棒的电阻。下列图像可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
多选题
普通
3. 如图所示,
平面的第一、三象限内以坐标原点O为圆心、半径为
的扇形区域充满方向垂直纸面向外的匀强磁场.边长为L的正方形金属框绕其始终在O点的顶点、在
平面内以角速度
顺时针匀速转动.
时刻,金属框开始进入第一象限.不考虑自感影响,关于金属框中感应电动势E随时间t变化规律的描述正确的是( )
A.
在
到
的过程中,E一直增大
B.
在
到
的过程中,E先增大后减小
C.
在
到
的过程中,E的变化率一直增大
D.
在
到
的过程中,E的变化率一直减小
多选题
困难